填料盘断口微观形貌填料盘是压缩机汽缸的重要部件，承受复杂的交变应力，工作条件十分苛刻，材料性能要求高，形状复杂，加工精度高。在正常工作时，由于填料环的节流作用造成相邻两块填料盘承受不同的径向压力，产生不同的应变.因而在压缩机运行时，压力每次升降都将造成两填料盘接触面的一次滑移，久之产生磨损。由于填料盘的径向变形量很小，所以相邻两填料盘之间的滑移量只有几十微米，属于微动磨损.
经过上面的分析，可知填料盘在工作时是会产生微动磨损。但茂名乙烯高压装置二次压缩机在运行过程中，填料盘表面经常出现裂纹，甚至裂纹贯穿整个密封面，造成填料盘的使用寿命远远低于设计值，这种情况在同类型的压缩机中极少见。所以有必要对填料盘过早开裂失效的原因进行进一步分析。
填料的异常失效从失效开裂的填料盘可以得出这样的规律，填料盘的密封面靠内侧处只有个别的部位产生严重磨损，裂纹也发生在这些区域的外边缘，而且磨损区域沿圆周方向的分布没有规律。分析填料环的失效和填料盘磨损及开裂失效记录后可以发现一个值得重视的现象，即填料环的磨损与断裂频率高于填料盘的开裂。
因而，可以认为填料环的过短寿命加速了填料盘的失效，这是由于填料环的磨屑在工作内压作用下向填料盘接触面渗透，加速接触面微动磨损，促使裂纹萌生和快速扩展。
超高压压缩机的填料环通常采用铜质合金制造，其主要成分是铜、锡等元素。正常情况下压缩机的填料一般可以使用153年，但是茂名乙烯超高压压缩机大多在运行半年以后就发生填料泄漏。压缩机缸体解体检查发现，填料环磨损严重，其基体已被磨得光滑、发亮，很多填料环已经发生断裂，填料盘的腔体中随处可见填料环的磨屑。
填料环的腐蚀填料环腐蚀形貌在压缩机第二级气缸每次解体检修中，均发现填料的表面出现一些小坑，小坑深浅不一，越靠近内圈越多，向外则逐步减少。小坑中存在有黑色的沉积物体。
使用较长时间的填料其小坑的深度和直径均加大，造成填料经常碎断。为了分析填料碎断的原因，并找到解决其使用寿命过短的原因，作者对填料小坑中的黑色沉积物体进行了样品分析。
沉积物的IR光谱图黑色沉积物样品加入CdCl3溶解后摇晃，做溶解物质的1H核磁共振光谱，光谱图。
图中谱带表示氧化物质，从图上看没有未被氧化的聚乙烯，因为完整的聚乙烯谱带大致为720cm-1.IR光谱检测出主要成分为一些脂肪烃和某种PAG基物质，还发现有少量的芳烃。核磁共振结果显示该脂肪烃物质是已氧化的预聚合乙烯。PAG润滑油已经在氧化的聚合物中溶解，但本身尚未氧化。而少量的芳烃物质基本上可以肯定是PAG中的阻聚剂。
沉积物的后散射电子图沉积物经过冲洗和干燥后，作了沉积物后散射电子图，结果。对比电子图可以看出平均原子数的差别，较光亮的区域是因为具有较高的原子质量的元素。（a）即是沉积物的典型区域，而（b）则显示一块外观为橙色的沉积物。从沉积物不同区域得出的X射线光谱可以得知元素的组成情况。X射线光谱。表明沉积物样品主要区域为碳和氧，较小的光亮区域为硅和氧。这也说明大多为氧化的聚乙烯。在X射线光谱中还检测到一些微量元素，包括Na、Mg、Al、K、Ca、Cl、Fe、Cu和Zn.这些微量元素估计是填料环的成分。
中橙色的块主要是碳、氧（氧化的聚乙烯）和铜，铜是填料环的主要成分，这也是观察到橙色块的原因。
沉积物的X射线光谱填料环腐蚀原因分析根据以上分析发现，沉积物的主要成分为氧化烃，说明乙烯已经聚合，并且沉积在填料环上的聚乙烯已经在压缩的条件下（高温、高压）氧化；PAG（聚乙二醇油）已经在沉积物中溶解，但有些PAG尚未被氧化；沉积物含金属成分，尤其是铜（来自填料环），这是因为预聚合物的氧化过程会形成酸性物质，引起填料环的腐蚀，因而导致沉积物中有金属成分；沉积物中的氧则来源于工艺上需要注入的引发剂空气，空气在压缩机前面注入，随乙烯气体一起进入压缩机而参与反应。
由黑色沉积物的成分分析可以得出，填料环（铜合金）在压缩机工作条件下，被润滑油（PAG）和工作介质（乙烯等）反应的产物腐蚀，表面形成小坑并逐步扩大，*终导致填料环的强度下降而引起断裂。
关于铜合金的腐蚀机理，许多文献均有论述。铜在氨、铵盐及氰化物的水溶液中，在有氧及氧化剂存在的条件下，由于溶解Cu2+会形成络合离子 从填料腐蚀表面出现小坑的形态和腐蚀产物看来，填料发生了选择性腐蚀，其腐蚀属于脱锡腐蚀。 导致填料盘过早开裂的原因分析黑色沉积物分析报告中指出，在显微放大时可以看到有橙色的物质，其主要成分为铜。这说明填料环基体的主要成分铜被磨损下来。结合填料环的腐蚀情况，不难推断，由于填料环基体已被腐蚀，而腐蚀是一种局部腐蚀，在填料环的表面形成小坑，靠近填料环内侧则腐蚀更严重，使填料环在柱塞的往复运动摩擦下，其耐磨能力大为下降，产生的磨损产物也大大增加。正常情况下，填料环的磨损是非常轻微的，摩擦所产生的微粒可以随润滑油排出气缸。但在填料环有腐蚀而产生不正常磨损时，磨损的产物大大增加，无法被全部排出压缩机，致使一部分的磨损产物留在压缩机填料盘之间的空腔中。由于压缩机在工作时，相邻二填料盘之间有相对滑动，而且其接触表面的压力也是周期变化的，磨损产物就可能在气体压力的作用下逐步向填料盘的密封表面渗透，使得密封表面的滑动由单纯的滑动摩擦变成带有磨粒的微动磨损，使填料盘的磨损大大加快。由于磨损加快，加上填料盘的正压力较大，磨损表面形成微裂纹的速度也大大增加，使得材料产生微动疲劳裂纹并进一步扩展，造成填料盘开裂。
